No1 მაღალი სიმძლავრის იმპულსური მაგნიტრონის დაფრქვევის პრინციპი
მაღალი სიმძლავრის იმპულსური მაგნიტრონის ჭურვის ტექნიკა იყენებს მაღალი პიკის პულსის სიმძლავრეს (მაგნიტუდის 2-3 რიგით უფრო მაღალი ვიდრე ჩვეულებრივი მაგნიტრონის გამოფრქვევა) და დაბალი იმპულსური მუშაობის ციკლს (0.5%-10%) ლითონის დისოციაციის მაღალი სიჩქარის მისაღწევად (>50%), რაც მიღებულია მაგნეტრონის დაფრქვევის მახასიათებლებიდან, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1, სადაც პიკური სამიზნე დენის სიმკვრივე I პროპორციულია გამონადენი ძაბვის ექსპონენციალური n-ე სიმძლავრისა U, I = kUn (n არის მუდმივი, რომელიც დაკავშირებულია კათოდის სტრუქტურასთან, მაგნიტურ ველთან. და მასალა).დაბალი სიმძლავრის სიმკვრივის დროს (დაბალი ძაბვა) n მნიშვნელობა ჩვეულებრივ 5-დან 15-მდე დიაპაზონშია;გამონადენი ძაბვის მატებასთან ერთად, დენის სიმკვრივე და სიმძლავრის სიმკვრივე სწრაფად იზრდება, ხოლო მაღალი ძაბვისას n მნიშვნელობა ხდება 1 მაგნიტური ველის შეზღუდვის დაკარგვის გამო.თუ დაბალი სიმძლავრის სიმკვრივის დროს, გაზის გამონადენი განისაზღვრება გაზის იონებით, რომლებიც იმპულსური გამონადენის ნორმალურ რეჟიმშია;თუ მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივის დროს, მეტალის იონების პროპორცია პლაზმაში იზრდება და ზოგიერთი მასალა გადადის, ეს არის თვითგამოწურვის რეჟიმში, ანუ პლაზმა შენარჩუნებულია დაფრქვეული ნეიტრალური ნაწილაკების და მეორადი ლითონის იონების და ინერტული აირის ატომების იონიზაციის გზით. როგორიცაა Ar გამოიყენება მხოლოდ პლაზმის გასანათებლად, რის შემდეგაც დაფხიზლებული ლითონის ნაწილაკები იონიზდება სამიზნის მახლობლად და აჩქარდება უკან, რათა დაბომბეს გაფანტული სამიზნე მაგნიტური და ელექტრული ველების მოქმედების ქვეშ, რათა შეინარჩუნოს მაღალი დენის გამონადენი, და პლაზმა ძალიან მაღალია. იონიზებული ლითონის ნაწილაკები.სამიზნეზე გათბობის ეფექტის დაფრქვევის პროცესის გამო, სამრეწველო პროგრამებში სამიზნის სტაბილური მუშაობის უზრუნველსაყოფად, სამიზნეზე უშუალოდ გამოყენებული ენერგიის სიმკვრივე არ შეიძლება იყოს ძალიან დიდი, ზოგადად პირდაპირი წყლის გაგრილება და სამიზნე მასალის თერმული კონდუქტომეტრი. უნდა იყოს 25 ვტ/სმ2 ქვემოთ, არაპირდაპირი წყლის გაგრილება, სამიზნე მასალის თერმული კონდუქტომეტრი ცუდია, სამიზნე მასალა თერმული სტრესის გამო ფრაგმენტაციის გამო ან სამიზნე მასალა შეიცავს დაბალ აქროლად შენადნობის კომპონენტებს და სიმძლავრის სხვა შემთხვევები შეიძლება იყოს მხოლოდ 2 ~ 15 ვტ/სმ2 ქვემოთ, მაღალი სიმძლავრის მოთხოვნილებებზე ბევრად დაბალი.სამიზნე გადახურების პრობლემა შეიძლება მოგვარდეს ძალიან ვიწრო მაღალი სიმძლავრის იმპულსების გამოყენებით.ანდერსი განსაზღვრავს მაღალი სიმძლავრის პულსირებულ მაგნიტრონის ჭყლეტას, როგორც იმპულსური გამონაყარის ერთგვარ სახეობას, სადაც პიკური სიმძლავრის სიმკვრივე აღემატება სიმძლავრის საშუალო სიმკვრივეს 2-დან 3 ბრძანებით, და სამიზნე იონური ჭურჭელი დომინირებს თხრილის პროცესზე, ხოლო სამიზნე ატომები ძლიერ დაშლილი. .
No.2 მაღალი სიმძლავრის პულსირებული მაგნიტრონის დაფრქვევის საფარის დეპონირების მახასიათებლები
მაღალი სიმძლავრის პულსირებული მაგნიტრონის დაფრქვევას შეუძლია აწარმოოს პლაზმა მაღალი დისოციაციის სიჩქარით და მაღალი იონური ენერგიით და შეუძლია გამოიყენოს მიკერძოებული წნევა დამუხტული იონების დასაჩქარებლად, ხოლო საფარის დეპონირების პროცესი დაბომბა მაღალი ენერგიის ნაწილაკებით, რაც ტიპიური IPVD ტექნოლოგიაა.იონის ენერგია და განაწილება ძალიან მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს საფარის ხარისხსა და შესრულებაზე.
IPVD-ის შესახებ, ტორტონის სტრუქტურული რეგიონის ცნობილ მოდელზე დაფუძნებული, ანდერსმა შესთავაზა სტრუქტურული რეგიონის მოდელი, რომელიც მოიცავს პლაზმის დეპონირებას და იონური ამონაწერს, გააფართოვა კავშირი საფარის სტრუქტურასა და ტემპერატურასა და ჰაერის წნევას შორის ტორტონის სტრუქტურული რეგიონის მოდელში დაფარვის სტრუქტურას შორის ურთიერთობაზე. ტემპერატურა და იონური ენერგია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2. დაბალი ენერგიის იონის დეპონირების საფარის შემთხვევაში, საფარის სტრუქტურა შეესაბამება თორტონის სტრუქტურის ზონის მოდელს.დეპონირების ტემპერატურის მატებასთან ერთად, 1-ლი რეგიონიდან (ფხვიერი ფოროვანი ბოჭკოვანი კრისტალები) გადასვლა რეგიონში T (მკვრივი ბოჭკოვანი კრისტალები), რეგიონი 2 (სვეტიანი კრისტალები) და რეგიონი 3 (რეკრისტალიზაციის რეგიონი);დეპონირების იონის ენერგიის მატებასთან ერთად მცირდება გადასვლის ტემპერატურა რეგიონიდან 1-დან T რეგიონში, რეგიონში 2 და რეგიონში 3.მაღალი სიმკვრივის ბოჭკოვანი კრისტალები და სვეტოვანი კრისტალები შეიძლება მომზადდეს დაბალ ტემპერატურაზე.როდესაც დეპონირებული იონების ენერგია იზრდება 1-10 ევ-მდე, იონების დაბომბვა და გრავირება დეპონირებული საფარის ზედაპირზე გაძლიერებულია და საფარების სისქე იზრდება.
No.3 მყარი საფარის ფენის მომზადება მაღალი სიმძლავრის პულსირებული მაგნიტრონის დაფრქვევის ტექნოლოგიით
მაღალი სიმძლავრის პულსირებული მაგნიტრონის დაფრქვევის ტექნოლოგიით მომზადებული საფარი უფრო მკვრივია, უკეთესი მექანიკური თვისებებით და მაღალი ტემპერატურის სტაბილურობით.როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3, ჩვეულებრივი მაგნიტრონით გაჟღენთილი TiAlN საფარი არის სვეტისებრი კრისტალური სტრუქტურა 30 გპა სიმტკიცე და იანგის მოდული 460 გპა;HIPIMS-TiAlN საფარი არის 34 GPa სიმტკიცე, ხოლო Young-ის მოდული არის 377 GPa;თანაფარდობა სიხისტესა და იანგის მოდულს შორის არის საფარის სიმტკიცე.უფრო მაღალი სიხისტე და მცირე იანგის მოდული ნიშნავს უკეთეს სიმტკიცეს.HIPIMS-TiAlN საფარს აქვს უკეთესი მაღალი ტემპერატურის სტაბილურობა, AlN ექვსკუთხა ფაზა დალექილია ჩვეულებრივ TiAlN საფარში 1000 °C-ზე მაღალი ტემპერატურის დამუშავების შემდეგ 4 საათის განმავლობაში.საფარის სიმტკიცე მცირდება მაღალ ტემპერატურაზე, ხოლო HIPIMS-TiAlN საფარი უცვლელი რჩება თერმული დამუშავების შემდეგ იმავე ტემპერატურასა და დროს.HIPIMS-TiAlN საფარს ასევე აქვს მაღალი ტემპერატურის დაჟანგვის დაწყების უფრო მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე ჩვეულებრივი საფარი.ამიტომ, HIPIMS-TiAlN საფარი აჩვენებს ბევრად უკეთეს შესრულებას მაღალსიჩქარიანი ჭრის ხელსაწყოებში, ვიდრე PVD პროცესით მომზადებული სხვა დაფარული ხელსაწყოები.
გამოქვეყნების დრო: ნოე-08-2022